CN205363403U - 轴承内外圈车削加工自动上下料机器人 - Google Patents
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Abstract
一种轴承内外圈车削加工自动上下料机器人，包括数控机床和控制系统，所述数控机床成“L”型设置第一工作台和第二工作台，在第一工作台和第二工作台“L”型中设置工业机器人和翻转台，工业机器人可在第一工作台、第二工作台上左右旋转、上下运动，所述工业机器人包括手臂、旋转腕关节、至少两个手爪，手臂通过旋转腕关节与手爪连接，旋转腕关节可带动手爪转动，手爪完成工件的夹持。采用该自动上下料机器人，可以实现两道工序的连续上下料，采用一套控制系统同时控制两套工序，只需要设计一套控制程序，节约成本，集成化程度高，克服了轴承内外圈车削加工过程中存在的工作效率低及装夹定位难以达到完全一致等问题。
Description
技术领域
本实用新型属于工业机器人领域，具体涉及一种轴承内外圈车削加工自动上下料机器人。
背景技术
目前轴承内外圈加工过程中主要采用液压机床和数控床，其中液压机床属于手动机床、加工效率极低；数控机床属于自动控制机床、加工效率较高，且可以适应于不同轴承内外圈的加工。
但是无论采用液压机床还是数控机床，一般都采用一套机床完成一道工序的加工，各工序之间的交换以及上下料、产品检测、装箱等部依靠人工完成。
根据以上的介绍，目前的轴承内外圈车削加工过程存在以下问题：
(1)各工序上下料采用人工上下料和装夹、工作效率极低；
(2)由于采用人工装夹，装夹定位完全靠工人保证，难以达到完全一致。
要解决以上问题，就需要使用工业机器人，现有的作业机器人多为通用设备，难以适应轴承内外圈生产的需求。
发明内容
针对上述现有技术，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种用于轴承内外圈车削加工的自动数控车削生产线工业机器人，解决现有的通用作业机器人难以适应轴承内外圈生产的技术问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种轴承内外圈车削加工自动上下料机器人，包括数控机床和控制系统，所述数控机床成“L”型设置第一工作台和第二工作台，在第一工作台和第二工作台“L”型中设置工业机器人和翻转台，工业机器人可在第一工作台、第二工作台上左右旋转、上下运动，所述工业机器人包括手臂、旋转腕关节、至少两个手爪，手臂通过旋转腕关节与手爪连接，旋转腕关节可带动手爪转动，手爪完成工件的夹持。
采用该结构，可实现两道工序的连续上下料，采用一套控制系统同时控制两套工序，只需要设计一套控制程序，节约成本，集成化程度高。
作为本实用新型的改进，所述控制系统包括运动控制器以及与运动控制器通讯连接的PC机、私服驱动器、输入输出模块。运动控制器与PC机通过PCI总线与以太网总线通讯连接，伺服驱动器的数量可以为多个。其中，PC机的功能是执行系统控制程序并给运动控制器发指令，运动控制器用以按PC机发出指令，进行运算后给个伺服驱动器发出指令，协调各伺服电机之间的动作，输入输出模块采集各种开关输入并与控制输出相连接，伺服驱动器、输入输出模块与运动控制器之间采用按照运动控制器生产厂家规定的连接线连接。所述PC机内设有负责系统人机交互工作的人机交互软件模块、用于完成机器人编程语言的翻译功能的译码软件模块、用于将机器人编程语言描述的轨迹进行半离线轨迹细分的运动规划软件模块、插补软件模块、位置控制软件模块、将细分后的轨迹进行运动及动力学反解并调用位置控制软件模块中由运动控制器制造商提供的API函数给运动控制器发送指令的反求软件模块。
作为本实用新型的进一步改进，所述旋转腕关节设置在手臂的下端，便于第一手爪和第二手爪直接抓取待加工的零件。
作为本实用新型的更进一步改进，所述手爪包括气爪、推板以及球铰，所述气爪的中心自带推杆，所述推杆的一段与球铰的球销固定连接，球铰的球座与推板的中心固定连接，推杆与推板所在平面垂直，从推板的边缘向推板的中心方向设置有与气爪的手指数量一致且位置相对应的爪槽，气爪的手指能搞沿着爪槽做往复运动，推杆运动至最大行程处，手指伸出推板表面或者与推板表面齐平。气爪包括2或3个手指，用于夹持工件，在圆周上均匀分布，可以同时运动，保证工件的自定心；气爪的手指能够沿着爪槽向中心运动，夹取工件，将工件移动至夹具的定面位置上，推杆向前推送推板，使工件与夹具的定位面完美贴合。使用球铰可以避免工件的过定位，使工件可靠地靠近夹具定位面。
作为本实用新型的更进一步改进，所述推板为圆形板。圆形推板重量大，增加气爪的负担，因此对推板的形状进行改进，将推板上多余部分的材料省去，既不影响推板的功能，同时减轻推板自重，减轻气爪的负担。
作为本实用新型的再一步改进，所述气爪的手指数量为个，所述推板由两个“一”字型板固定连接而成，每个“一”字型板上设置有一个爪槽。
作为本实用新型的又一步改进，所述气爪的手指数量为个，所述推板由三个“一”字型板固定连接而成，每个“一”字型板上设置有一个爪槽。
综上，本实用新型的优点是：
(1)可实现两道工序的连续上下料。
(2)采用一套控制系统同时控制两套工序，只需要设计一套控制程序，节约成本，集成化程度高；
(3)一个手臂上设置多个手爪，可同时抓取多个部件，提高加工效率。
(4)手爪使用球铰可以避免工件的过定位，使工件可靠地靠紧夹具的定位面。
(5)推板由若干个“一”字型板固定连接而成，每个“一”字型板上设置有一个爪槽，将推板上多余部分的材料省去，不影响推板的功能，同时减轻推板自重，减轻气爪的负担。
附图说明
图1为轴承内外圈车削加工自动上下料机器人的侧视图；
图2为图1所示机器人的俯视图；
图3为图1中手爪的结构立体图；
图4为图3中推板的结构示意图。
图中：1-第一工作台，2-第二工作台，3-工业机器人，4-翻转台，31-手臂，32-旋转腕关节，33-手爪，331-气爪，332-推板，333-球铰，334-推杆，335-手指，336-爪槽
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细的说明：
经过恰当的工艺规划与设计，完成轴承内外圈加工过程可以分为两套工序，一套工序使用一台数控机床，整个加工过程简单描述如下：
(1)将轴承套圈毛胚锻件装在第一台机床上，完成第一套工序的加工；
(2)将完成第一套工序加工的工件通过翻转台更换方向装夹，完成第二套工序的加工。
如图1至图4所示，本实用新型的轴承内外圈车削加工自动上下料机器人包括数控机床和控制系统，所述数控机床成“L”型设置第一工作台1和第二工作台2，在第一工作台1和第二工作台2“L”型中设置工业机器人3和翻转台4，工业机器人3可在第一工作台1、第二工作台2上左右旋转、上下运动，所述工业机器人3包括手臂31、旋转腕关节32、至少两个手爪33，手臂31通过旋转腕关节32与手爪33连接，旋转腕关节32可带动手爪33转动，手爪33完成工件的夹持。
所述控制系统包括运动控制器以及与运动控制器通讯连接的PC机、私服驱动器、输入输出模块。
所述旋转腕关节32设置在手臂31的下端。
所述手爪33包括气爪331、推板332以及球铰333，所述气爪331的中心自带推杆334，所述推杆334的一段与球铰333的球销固定连接，球铰333的球座与推板332的中心固定连接，推杆334与推板332所在平面垂直，从推板332的边缘向推板332的中心方向设置有与气爪331的手指335数量一致且位置相对应的爪槽，气爪331的手指335能搞沿着爪槽做往复运动，推杆334运动至最大行程处，手指335伸出推板332表面或者与推板332表面齐平。
所述推板332为圆形板。
所述气爪331的手指335数量为2个，所述推板332由两个“一”字型板固定连接而成，每个“一”字型板上设置有一个爪槽336。
所述气爪331的手指335数量为3个，所述推板332由三个“一”字型板固定连接而成，每个“一”字型板上设置有一个爪槽336。
整个工业机器人的工作在控制系统的控制下自动完成，工作顺序如下：
(1)工业机器人向左运动，手臂向下运动，运动完成后手爪抓取工件毛胚；
(2)工业机器人向右运动，运动过程中判断用以第一套工序加工的车床是否有正在加工的工件，如果有，则旋转腕关节旋转180度；
(3)手臂前移，如果第一套工序没有零件正在加工，第一手爪把毛胚装夹到车床上，如果有，则第二手爪取下加工完的工件，旋转腕关节旋转180度，第一手爪把毛胚装夹到车床上；
(4)手臂后移，如果第二手爪上没有工件，则左移，抓取毛胚，如果有工件，则右移，将工件放置在翻转台，翻转后，第二手爪爪工件装夹在第二车床工作台上。
(5)第二工作台的工作流程与以上流程类似。
上述结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以对其作出种种变化。
Claims (7)
1.一种轴承内外圈车削加工自动上下料机器人，其特征在于，包括数控机床和控制系统，所述数控机床成“L”型设置第一工作台(1)和第二工作台(2)，在第一工作台(1)和第二工作台(2)“L”型中设置工业机器人(3)和翻转台(4)，工业机器人(3)可在第一工作台(1)、第二工作台(2)上左右旋转、上下运动，所述工业机器人(3)包括手臂(31)、旋转腕关节(32)、至少两个手爪(33)，手臂(31)通过旋转腕关节(32)与手爪(33)连接，旋转腕关节(32)可带动手爪(33)转动，手爪(33)完成工件的夹持。
2.根据权利要求1所述的轴承内外圈车削加工自动上下料机器人，其特征在于，所述控制系统包括运动控制器以及与运动控制器通讯连接的PC机、私服驱动器、输入输出模块。
3.根据权利要求1所述的轴承内外圈车削加工自动上下料机器人，其特征在于，所述旋转腕关节(32)设置在手臂(31)的下端。
4.根据权利要求1所述的轴承内外圈车削加工自动上下料机器人，其特征在于，所述手爪(33)包括气爪(331)、推板(332)以及球铰(333)，所述气爪(331)的中心自带推杆(334)，所述推杆(334)的一段与球铰(333)的球销固定连接，球铰(333)的球座与推板(332)的中心固定连接，推杆(334)与推板(332)所在平面垂直，从推板(332)的边缘向推板(332)的中心方向设置有与气爪(331)的手指(335)数量一致且位置相对应的爪槽，气爪(331)的手指(335)能搞沿着爪槽做往复运动，推杆(334)运动至最大行程处，手指(335)伸出推板(332)表面或者与推板(332)表面齐平。
5.根据权利要求4所述的轴承内外圈车削加工自动上下料机器人，其特征在于，所述推板(332)为圆形板。
6.根据权利要求4所述的轴承内外圈车削加工自动上下料机器人，其特征在于，所述气爪(331)的手指(335)数量为2个，所述推板(332)由两个“一”字型板固定连接而成，每个“一”字型板上设置有一个爪槽(336)。
7.根据权利要求4所述的轴承内外圈车削加工自动上下料机器人，其特征在于，所述气爪(331)的手指(335)数量为3个，所述推板(332)由三个“一”字型板固定连接而成，每个“一”字型板上设置有一个爪槽(336)。
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